Устройство для ультразвукового сверления материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) ц 4. В 23 В 37/00; В 24 В 1/04 // // В 23 В 51/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЛЬСТВ К АВТОРСКОМ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗВУКОВОГО СВЕРЛЕНИЯ МАТ в котором инструмент - сверл с волноводом, имеющим боковой назначенный для создания изги баний, отличающееся тем, что, вы щения производительности сверло располагают таким обра его режущие кромки были п плоскости, проходящей через ос и наибольшее по площади сече оисеев СССР 62.ая обраб оенне, 1 ка О,аратов, 1973,СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство175375, кл. В 23 Р 1/04, 19Марков А. И. Ультразвукоматериалов. М.: Машиностс. 183 - 185.Труды НИТИ, Вып, 1/13/,с. 61 - 69, 1184617 УЛЬТРАЕРИАЛОВ, о соединен вырез, предбных колес целью по- обработки, зом, чтобы араллельны ь волновода ние выреза.Изобретение относится к устройствам для обработки материалов резанием и может найти применение при изготовлении деталей из труднообрабатываемых материалов.Целью изобретения является повышение производительности ультразвукового сверления путем создания дополнительных перемещений сверла в направлении режущих кромок,Спиральное двухперое сверло устанавливают в волноводе, имеющем боковой вырез, обеспечивающий создание изгибных колебаний,таким образом, чтобы режущие кромки были параллельны плоскости, проходягцей через ось волновода и наибольшее по плошади сечение выреза волновода. Это позволяет получить кроме продольных ультразвуковых колебаний изгибные колебания в плоскости, параллельной режущим кромкам сверла и проходящей через его ось, что обеспечивает дополнительные режущие движения в направлении режущих кромок (по типу резания ножом), увеличение глубины врезания сверла в обрабатываемый материал без увеличения усилия подачи.На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - продольные колебания сверла (а) и продольно-изгибные колебания (б).Продольно-изгибная колебательная система (фиг. 1) состоит из пьезокерамического преобразователя 1, пассивной частоты понижающей накладки 2, активной накладки - волновода 3 с вырезом 4 и жестко присоединенного к волноводу 3 сверла 5,Устройство работает следующим образом.В волноводе 3 пьезокерамический преобразователь 1 возбуждает продольные колебания, распределение амплитуд которых 6 показано на фиг. 1. На участке до дисбалансного выреза 4 эти колебания аналогичны колебаниям обычной продольной колебательной системы.На участке, где находится вырез, за счет акустической неоднородности сечения вдоль продольной оси рабочий конец волновода 3 совершает не только продольные, но и изгибные колебания, которые в данном случае лежат в плоскости, проходящей через ось преобразователя и пересекающей вырез в направлении его наибольшего по площади поперечного сечения, т. е. в направлении наименьшей жесткости колебательной системы. Распределение амплитуд смещений изгибных колебаний 7 показано на фиг. 1. Изгибные колебания от волновода 3 передают сверлу 5, закрепленному так, что ре 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 жущие кромки его расположены параллельно плоскости изгибных колебаний.Длину выступающей из волновода части сверла выбирают такой, чтобы его вершина находилась в плоскости наибольшей суммарной величины амплитуд продольных 6 и изгибных 7 колебаний. Это обеспечивает максимальное движение сверла в осевом направлении на величину Б (фиг. За) под воздействием продольных ультразвуковых колебаний и смещение кромки сверла на величину В перпендикулярно его оси, как показано на фиг. Зб. Такое смещение создает дополнительное режущее усилие в направлении режущей кромки, помогая тем самым врезанию ее в обрабатываемый материал.Предлагаемое устройство для сверления позволяет повысить производительность процесса за счет допол нительного режущего движения вдоль режущей кромки.Пример. Производят обработку сверлом 4,2 мм на токарном станке материала Д 16: осевое усилие 15 кг; скорость вращения 1000 об/мин; машинное время одного прохода 120 с; число проходов 8.Пассивная часть 2 колебательной системы выполнена в виде конуса Морзе и вставлена в пиноль задней бабки токарного станка.У активной части 3 системы (волновода) сделан вырез, который обеспечивает трансформацию продольных колебаний волновода, создаваемых пьезокерамически ми преобразователями, в продольно-изгибные.Сверло установлено в цангу, которая находится в отверстии торца волновода.В цанге сверло разворачивают так, чтобы направление его режущих кромок совпадало с риской, обозначающей плоскость 00 (фиг. 2), проходящую через ось волновода и пересекающую вырез в нем в направлении его наибольшего по площади поперечного сечения, т. е. с плоскостью изгибных колебаний вибратора, после чего сверло зажимают в цанге накидной гайкой.Сверление сначала производят без ультразвуковых колебаний, а затем с ультразвуковыми колебаниями, причем направление режущих кромок сверла относительно плоскости изгибных колебаний волновода меняется под углами О, 45 и 90.При направлении плоскости изгибных ультразвуковых колебаний параллельно режущим кромкам сверла производительность увеличивается в 2,2 раза; при направлении под углом 45 - в 1,2 раза, а под углом 90 - в 1,1 раза по сравнению с обычным сверлением.Редактор Л. ВеселовсЗа к аз 6306/9ВНИ Составитель В. ДрожТехред И. ВересТираж 1085арственного комизобретений и от- 35, Раушскаят, г. Ужгород, у ПИ Госудделам иМосква, ЖП Патен ловаКорректор МПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4